作者:彭昭(物聯(lián)網(wǎng)智庫創(chuàng)始人&云和資本合伙人)

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邊緣計(jì)算是我非�？春玫囊粋�(gè)領(lǐng)域,大約每個(gè)季度,我都會(huì)發(fā)布邊緣計(jì)算的進(jìn)展追蹤文章。之前我曾介紹過邊緣智能、邊云協(xié)同、邊緣側(cè)云原生應(yīng)用、邊緣側(cè)的超低功耗機(jī)器學(xué)習(xí)TinyML,以及多篇研究報(bào)告對(duì)邊緣計(jì)算趨勢的分析。通過持續(xù)的追蹤,尤其最近這段時(shí)間,我感受到了邊緣計(jì)算發(fā)展的明顯加速,今天這篇文章將與你分享我的最新思考。

全文字?jǐn)?shù):6700字,寫作用時(shí):540分鐘,閱讀時(shí)間:20分鐘

物女皇:邊緣相同,段位不同

這是我在【物女心經(jīng)】專欄寫的第233篇文章。

【物女心經(jīng)】專欄的老讀者們也許注意到了,為了更好的管理時(shí)間,最近這兩篇文章我開始記錄自己的純寫作時(shí)間,就是剔除了思考主題、閱讀資料、說話吃飯喝水,純粹動(dòng)手碼字的時(shí)間。每篇文章我的大致用時(shí)是4～6個(gè)小時(shí)。如果計(jì)算毛時(shí)間,每篇都要超過10個(gè)小時(shí)。

我倒是不想把這個(gè)時(shí)間縮短,雖然很享受寫作的這個(gè)過程,不過也會(huì)羨慕別人一坐下就才思泉涌、迅速成文的狀態(tài)。為什么我產(chǎn)出的文字們歷經(jīng)磨礪、吭哧吭哧才出現(xiàn)?我想我需要一個(gè)理工科專用鍵盤。

言歸正傳,你又將看到一篇坐功了得、深思熟慮的文章。

雖然這幾天因?yàn)槟撤菁t頭文件讓云計(jì)算又被推上了風(fēng)口浪尖,但其實(shí)從2016年開始,國內(nèi)外巨頭就已領(lǐng)先半個(gè)身位,將目光投向了與云計(jì)算相生相伴的互補(bǔ)方向:邊緣計(jì)算。

在2016年的Gartner數(shù)據(jù)中心年度會(huì)議上,硅谷風(fēng)投大佬Peter Levine曾做出邊緣計(jì)算是云計(jì)算的“終結(jié)者”的判斷。經(jīng)過幾年時(shí)間的驗(yàn)證,邊緣計(jì)算和云計(jì)算的關(guān)系更加清晰,兩者并非互斥關(guān)系,而是和諧共生。

邊緣計(jì)算是我非常看好的一個(gè)領(lǐng)域,大約每個(gè)季度,我都會(huì)發(fā)布邊緣計(jì)算的進(jìn)展追蹤文章。之前我曾介紹過邊緣智能、邊云協(xié)同、邊緣側(cè)云原生應(yīng)用、邊緣側(cè)的超低功耗機(jī)器學(xué)習(xí)TinyML,以及多篇研究報(bào)告對(duì)邊緣計(jì)算趨勢的分析。

通過持續(xù)的追蹤,尤其最近這段時(shí)間,我感受到了邊緣計(jì)算發(fā)展的明顯加速,今天的文章我將與你分享:

邊緣計(jì)算的基礎(chǔ)和生態(tài)有哪些變化?

為什么只有極致的邊緣計(jì)算才能普及?

邊緣計(jì)算有哪些優(yōu)秀企業(yè)和案例值得借鑒?

01

邊緣計(jì)算的“殺手級(jí)”生態(tài)正在形成

回顧云計(jì)算的誕生,一些故事被彭博商業(yè)周刊的記者完整地記錄在著作《一網(wǎng)打盡》里。書中,作者如此評(píng)價(jià)AWS的誕生——“亞馬遜極其偶然地走上了一條成功之路。”

“2004年,亞馬遜IT基礎(chǔ)設(shè)施部門負(fù)責(zé)人克里斯·平克漢姆想帶著家人回到南非祖國,但上司不愿讓人才就此離去。權(quán)衡之后,亞馬遜決定在南非首都開普敦設(shè)立辦事處,以便他能繼續(xù)為公司服務(wù)。他發(fā)起了一項(xiàng)‘無論哪種類型開發(fā)商,都能使用亞馬遜服務(wù)器上所有程序’的服務(wù)。之后平克漢姆和一些同事搬到南非,按商定的想法成功開發(fā)出EC2。這項(xiàng)服務(wù)后來成為亞馬遜云服務(wù)的核心,和之后陸續(xù)誕生的其它服務(wù)共同組成AWS。”

雖然亞馬遜開發(fā)EC2是一種偶然,但它的誕生也是歷史趨勢的必然。

從大型機(jī)、個(gè)人電腦,再到云計(jì)算、邊緣計(jì)算,我們見證了技術(shù)的迭代與交替。每隔20～30年,技術(shù)演進(jìn)的規(guī)則就會(huì)改變。

在智能時(shí)代,技術(shù)演進(jìn)持續(xù)加速,很多技術(shù)發(fā)展的游戲規(guī)則每10年左右就會(huì)改變一次。過去有效的規(guī)則,并不意味著將來也有效。過去建造的發(fā)展護(hù)城河,不一定能夠守護(hù)未來。

隨著數(shù)據(jù)量的指數(shù)級(jí)增長,越來越多的數(shù)據(jù)需要在產(chǎn)生地被分析和處理,以減少延遲、提升數(shù)據(jù)安全/保護(hù)隱私、降低運(yùn)營成本,并創(chuàng)造可持續(xù)的商業(yè)模式,由此便開啟了邊緣計(jì)算的新商機(jī)。

根據(jù)CB Insights和Network World的研究,邊緣計(jì)算的市場規(guī)模將達(dá)到5千億美元。市場分析機(jī)構(gòu)Markets and Markets預(yù)計(jì)今后5年,邊緣計(jì)算市場的復(fù)合年增長率CAGR將達(dá)到34%。

如此巨大的藍(lán)海市場,自然吸引諸多企業(yè)投身其中。

回答文初的問題,為什么近期我感受到了邊緣計(jì)算發(fā)展的明顯加速呢?

首先,5G等通信技術(shù)的發(fā)展取得了突破性成果。

在我擔(dān)任綻放杯5G應(yīng)用征集大賽評(píng)委的過程中,猶如身臨其境般的看到了很多5G邊緣計(jì)算的創(chuàng)新應(yīng)用。

5G是邊緣計(jì)算的一個(gè)重要推動(dòng)力量,代表著業(yè)界最先進(jìn)的技術(shù)。據(jù)工業(yè)和信息化部數(shù)據(jù),我國已開通建設(shè)了99．3萬個(gè)5G基站,覆蓋全國所有的地級(jí)市,95%以上的縣區(qū),35%的鄉(xiāng)鎮(zhèn),5G終端手機(jī)連接數(shù)超過了3．92億戶。全國5G應(yīng)用案例超過1萬多個(gè),覆蓋了鋼鐵、電力、礦山等22個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的重要行業(yè)和有關(guān)領(lǐng)域。

無論在邊緣產(chǎn)生、分析和處理了多少數(shù)據(jù),在計(jì)算無處不在的情況下,數(shù)據(jù)量的增長速度普遍快于網(wǎng)絡(luò)帶寬的提升,從而產(chǎn)生潛在的瓶頸,需要多種通信技術(shù)搭配使用,創(chuàng)造最好的應(yīng)用體驗(yàn)。

未來在單位區(qū)域內(nèi)的設(shè)備數(shù)量和數(shù)據(jù)量都會(huì)突破新的紀(jì)錄,邊緣計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施可能將包含5G、Wi-Fi、光纖、衛(wèi)星通信等多種技術(shù)的組合。尤其是5G的一些特性,讓它與邊緣計(jì)算成為絕佳搭配。

其次,邊緣計(jì)算芯片的性能大幅提升,帶動(dòng)這一波節(jié)奏的是諸多造車新勢力企業(yè)。

隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的迅速發(fā)展,各個(gè)廠商對(duì)于新產(chǎn)品自動(dòng)駕駛能力的打造也更為重視,特別是在凸顯智能科技水平的純電動(dòng)車型上,更是廠商展現(xiàn)自身最新自動(dòng)駕駛技術(shù)的所在。

想要實(shí)現(xiàn)高級(jí)別的自動(dòng)駕駛能力,首先需要各項(xiàng)傳感器、智能硬件對(duì)道路交通信息的獲取,以及算力強(qiáng)大的芯片。所以芯片算力的強(qiáng)大與否,也決定了車輛自動(dòng)駕駛能力的高低。

去年特斯拉展示了其全新的自研FSD芯片,集成了60億晶體管,每秒可以處理2．5G像素的視頻輸入數(shù)據(jù),圖像信號(hào)處理器每秒能處理1G像素,性能是之前是用的NVIDIA方案的21倍。功耗為每英里約250W,只有NVIDIA方案的1/7,同時(shí)成本也只有1/7。

憑借邊緣計(jì)算能力,特斯拉可以快速處理傳感數(shù)據(jù),識(shí)別行人、其他車輛、路邊標(biāo)志和危險(xiǎn)的移動(dòng)物體。此外,特斯拉的車載設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)將信息傳遞到云端,進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)以改進(jìn)汽車的自動(dòng)駕駛能力,并保持功能的持續(xù)更新。

第三,邊緣計(jì)算受到諸多投資機(jī)構(gòu)的青睞,資本的注入加速了初創(chuàng)企業(yè)的成長。

今年早些時(shí)候,知名投資人、方舟資本的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官凱瑟琳·伍德(木頭姐)作為董事會(huì)成員加入Mimik Technology。

這是一家名不見經(jīng)傳的初創(chuàng)企業(yè),他們創(chuàng)建了一套混合邊緣云的解決方案,使任何計(jì)算設(shè)備,無論終端還是邊緣,都可以充當(dāng)服務(wù)器,在設(shè)備和應(yīng)用程序之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信,讓云服務(wù)可以擴(kuò)展到任何地方。Mimik支持的設(shè)備包括:智能手機(jī)、平板電腦、個(gè)人電腦、智能電視、無線路由器、NAS設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)終端。

根據(jù)邊緣計(jì)算社區(qū)的統(tǒng)計(jì),2021年上半年國內(nèi)邊緣計(jì)算領(lǐng)域獲得融資的企業(yè)有12家,機(jī)構(gòu)涉及高瓴創(chuàng)投、騰訊投資、小米產(chǎn)投、紅杉資本、松禾資本等。

網(wǎng)絡(luò)覆蓋和芯片算力的提升,以及資本的助力,促進(jìn)了邊緣硬件的普及,是邊緣計(jì)算發(fā)展的三個(gè)重要基石。

我們常常在尋找下一個(gè)“殺手級(jí)”應(yīng)用。比如“滴滴”或者“抖音”,都堪稱4G時(shí)代的典范。

這種將目光直接投向殺手級(jí)應(yīng)用的做法有些舍本逐末,其實(shí)只有先構(gòu)建蘊(yùn)育殺手級(jí)應(yīng)用的環(huán)境,才有新應(yīng)用源源不斷的誕生。

“滴滴”和“抖音”等應(yīng)用,都是在4G網(wǎng)絡(luò)和智能手機(jī)普及率突破臨界點(diǎn)的產(chǎn)物。

2008年,國際電信聯(lián)盟指定一組用于4G標(biāo)準(zhǔn)的要求,命名為IMT-Advanced規(guī)范。2013年底,工業(yè)和信息化部向中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、中國電信頒發(fā)“LTE/第四代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信業(yè)務(wù)(TD-LTE)”經(jīng)營許可牌照。

根據(jù)工信部發(fā)布的數(shù)據(jù),2014年10月,三大運(yùn)營商4G基站總數(shù)累計(jì)達(dá)到70萬個(gè),4G用戶超過4300萬。2014年底,4G用戶總數(shù)已達(dá)9728萬戶。2015年初,4G用戶數(shù)超過3G。截至2016年一季度末,全國4G用戶數(shù)達(dá)到5．3億,這個(gè)數(shù)據(jù)超過了歐美總和。

3G時(shí)代,提供出租車預(yù)約服務(wù)的APP開始醞釀。2014年,嘀嘀打車更名為“滴滴打車”。從只能預(yù)約出租車,逐步發(fā)展到可以預(yù)約快車、專車、代駕等出行服務(wù)。截至2021年,滴滴出行用戶達(dá)5．8億。

抖音于2016年上線,原基礎(chǔ)是一款音樂創(chuàng)意短視頻社交軟件。2018年第一季度,抖音在蘋果App Store下載量達(dá)4580萬次,字節(jié)跳動(dòng)CEO張一鳴稱其成為全球下載量最高的蘋果手機(jī)應(yīng)用。

4G時(shí)代殺手級(jí)應(yīng)用的發(fā)展,為邊緣計(jì)算的演進(jìn)提供了可借鑒的思路。

從云服務(wù)器到邊緣服務(wù)器的逐步部署與滲透,從邊緣硬件的普及到邊緣應(yīng)用的繁榮發(fā)展,邊緣計(jì)算的“殺手級(jí)生態(tài)”正在形成,邊緣應(yīng)用也將枝繁葉茂。

02

什么是極致邊緣計(jì)算UEC?

既然眾多企業(yè)——從云服務(wù)商到電信運(yùn)營商,從IT企業(yè)到設(shè)備商,都將邊緣計(jì)算視為下一個(gè)價(jià)值萬億的機(jī)會(huì),那么應(yīng)該如何把握這個(gè)機(jī)遇?

根據(jù)Gartner的調(diào)研,目前只有20%的企業(yè)經(jīng)歷了數(shù)字化轉(zhuǎn)型,還有80%的市場等待開墾。使用舊工具,無法踏上新征程。

邊緣設(shè)備是這些企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路中的重要新工具。

如何評(píng)價(jià)這個(gè)工具的優(yōu)劣呢?分析目前在市場上獲得成功的邊緣計(jì)算產(chǎn)品,他們往往在一些維度做到了最優(yōu)。我們不妨將他們定義為極致邊緣計(jì)算,Ultimate Edge Computing,UEC。

只有偏執(zhí)狂才能生存,只有做到極致的邊緣計(jì)算才能普及。

什么才是我們這里所說的極致邊緣計(jì)算UEC?需要滿足5項(xiàng)極致:

極致功耗:根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),大約1/4的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備依靠電池供電,而且這個(gè)比例仍在不斷提升,有預(yù)測認(rèn)為到2030年,接近半數(shù)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)都將主要依靠電池供電。同時(shí)這些設(shè)備對(duì)成本極為敏感,如果將設(shè)備投入使用的成本減半,那么意味著銷售額不止翻番。因此無論從供電環(huán)境還是從使用成本出發(fā),將功耗降低到極致,都是重中之重。

極致簡化:邊緣計(jì)算的使用者不僅包括IT工程師,還包括OT運(yùn)營人員。過去OT和IT經(jīng)常是“雞同鴨講話”,很難溝通。OT團(tuán)隊(duì)缺乏IT專業(yè)知識(shí)來實(shí)施部署邊緣計(jì)算,IT團(tuán)隊(duì)又缺乏對(duì)工藝和運(yùn)營的理解以構(gòu)建和完善滿足業(yè)務(wù)流程的創(chuàng)新應(yīng)用程序。為了做到將復(fù)雜留給自己,把簡單交給用戶,邊緣計(jì)算平臺(tái)需要提供低代碼能力,將編程和使用過程極致簡化,促進(jìn)IT與OT的無縫銜接,加速邊緣計(jì)算的普及。

極小空間:設(shè)備占用的空間同樣是一個(gè)重要因素,更小、更緊湊的外形尺寸,往往意味著設(shè)備更易被安裝。還有一些場景,比如智能手表、智能眼鏡、智能耳標(biāo)腳環(huán),對(duì)邊緣計(jì)算產(chǎn)品的尺寸非常敏感。

極度智能:在各種約束條件之下,邊緣設(shè)備仍需要具備一定的智能。各種計(jì)算芯片按照摩爾定律發(fā)展著,各種新型操作系統(tǒng),包括FreeRTOS、RT-Thread和LiteOS等,都在極大發(fā)揮受限設(shè)備的處理能力。微型機(jī)器學(xué)習(xí)TinyML使得工程師們在mW功率范圍以下的設(shè)備上,實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)的方法、工具和技術(shù)成為可能。

極致靈活:雖然邊緣計(jì)算脫胎于嵌入式系統(tǒng),但邊緣計(jì)算與嵌入式系統(tǒng)已有本質(zhì)不同。嵌入式系統(tǒng)是指軟硬件關(guān)系非常緊密的一類“計(jì)算機(jī)”系統(tǒng),邊緣計(jì)算將兩者解耦,部署更快,隨時(shí)升級(jí),按需更新,彈性更強(qiáng)。更進(jìn)一步,大部分邊緣計(jì)算產(chǎn)品將無線通信作為標(biāo)配,安裝位置和使用場景都更加靈活。

極致功耗、極致簡化、極小空間、極度智能、極致靈活,做到極致邊緣計(jì)算,不僅需要熟練運(yùn)用硬件設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)分析、終端應(yīng)用,還需要對(duì)各種應(yīng)用場景有極為深刻的理解,因此只有極少數(shù)團(tuán)隊(duì)能夠駕馭。

在我接觸到的大多數(shù)初創(chuàng)企業(yè)和項(xiàng)目中,從團(tuán)隊(duì)成員構(gòu)成這一項(xiàng)內(nèi)容,就可以對(duì)其邊緣計(jì)算的部署能力有大致的判斷。

根據(jù)VMware對(duì)其用戶群體的研究,從云端到邊緣是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。

在未來五年,工作負(fù)載的分布將按照三、四、三的比例劃分,也就是30%在數(shù)據(jù)中心,40%在基于云的服務(wù)和應(yīng)用,30%在邊緣計(jì)算。目前,邊緣側(cè)的占比僅為5%,提升的空間很大。